JPH06202734A - 位置決め制御系における可動体の終端位置への到達判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動体が移動可能域の終端位置に到達したこ
とをリミットスイッチ等の検出手段を使用することなく
判定する。 【構成】 可動体の位置偏差を取込み（ステップ１０
１）、この偏差を設定値と比較する（ステップ１０
２）。そして、位置偏差が予設定値以上になった場合
に、可動体が移動可能域の終端位置に到達したと判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置決め制御系におけ
る可動体の終端位置への到達を判定する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御装置やロボットの制御装置等に
おいては、指令パルスの数と可動体の移動量を示すフィ
ードバックパルスの数との偏差を偏差カウンタで検出
し、この偏差が零となるように上記可動体の位置を制御
する位置決め制御系が使用されている。

【０００３】この種の位置決め制御装置においては、電
源の投入後に以下のような原点復帰処理が実行される。
すなわち、まず、第１の指令パルスを偏差カウンタに入
力して，上記可動体を移動可能域の原点側終端位置に向
って移動させる。

【０００４】上記電源の投入時においては、可動体が原
点位置の手前に位置しているか、原点位置と原点側終端
位置の間に位置しているか不明であり、前者の場合に
は、上記移動中に可動体が原点位置に到達し、また後者
の場合には、上記移動中に可動体が原点側終端位置に到
達することになる。

【０００５】そこで、前者の場合には、可動体の原点位
置への到達が判断された時点で、上記第１の指令パルス
の入力を停止する処理と、上記偏差カウンタをリセット
する処理を実行して、可動体を原点位置に位置決めして
いる。

【０００６】また、後者の場合には、可動体の上記原点
側終端位置への到達が判定された時点で、第２の指令パ
ルスを上記偏差カウンタに入力して上記可動体を原点位
置に向って移動させ、その後、可動体の原点位置への到
達が判定された時点で、上記第２の指令パルスの入力を
停止する処理と、上記偏差カウンタをリセットする処理
を実行して、可動体を原点位置に位置決めしている。

【０００７】ところで、従来においては、上記可動体が
原点側終端位置に到達したことを判定するため、以下の
ような手段を用いている。

【０００８】ａ．原点側終端位置に到達した可動体を検
出するリミットスイッチ。ｂ．上記可動体を駆動するア
クチュエータの負荷の大きさを検出するセンサと、この
センサで検出される負荷を予設定値と比較する比較手
段。

【０００９】上記判定手段ｂは、可動体が原点側移動端
に到達した場合に上記アクチュエータの負荷が急増する
ことを利用しており、上記アクチュエータがサーボモー
タである場合には、上記センサとして例えば、該モータ
の電気子電流を検出する電流センサが使用される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、上記手段ａ，ｂ等を用いて可動体の移動端
への到達を判定しているが、これらは制御系のコストを
アップさせ、かつ構成を複雑にする。また、上記リミッ
トスイッチ等は取り付け作業や配線作業を必要とするこ
とから、制御系の組み立て性を損なわせる。

【００１１】本発明の目的は、かかる状況に鑑み、リミ
ットスイッチ等の検出手段を必要とすることなく可動体
の終端位置への到達を判定することができる方法を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、可動体の位置
偏差を検出し、この偏差が零となるように上記可動体の
位置を制御する位置決め制御系に適用され、上記偏差を
入力する工程と、上記偏差を予設定値と比較して、該偏
差が上記予設定以上になった場合に上記可動体が移動可
能域の終端位置に到達したと判定する工程とを有してい
る。

【００１３】

【作用】位置偏差が予設定値と比較され、該偏差が上記
予設定以上になった場合に上記可動体が移動可能域の終
端位置に到達したと判定される。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１５】図１は、位置決め制御系１０の一例を示し
ている。この制御系１０において、ＣＰＵ１１からはパ
ルス列からなる正転指令信号または逆転指令信号が出力
され、上記正転指令信号は偏差カウンタ１２のアップ入
力端に、また逆転指令信号は同カウンタ１２のダウン入
力端にそれぞれ加えられる。

【００１６】パルスエンコーダ１３は、制御対象である
サーボモータ１４の回転動作に応動して、該モータ１４
の回転量に対応した数のＡ相パルス信号、Ｂ相パルス信
号およびＣ相パルス信号をそれぞれ発生する。なお、上
記Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号は、互いの位相が９
０度ずれており、例えば、１回転で１０００個発生され
る。また、Ｃ相パルス信号は１回転で１個発生される。

【００１７】上記サーボモータ１４は、ＮＣ機械２０に
設けられた送り用スクリュー２１を回動して、該スクリ
ュー２１に螺合された可動テーブル２２を移動させる電
動アクチュエータである。なお、モータ１４が正転およ
び逆転された場合には、可動テーブル２２がそれぞれ右
方および左方に移動される。

【００１８】方向判別回路１５は、上記パルスエンコー
ダ１３より出力されるＡ相およびＢ相パルス信号を入力
し、それらの信号の位相差に基づいてモータ１４の回転
方向を判断する。そして、モータ１４の正転時および逆
転時に、該モータ１４の回転量に対応した数の正転パル
ス信号および逆転パルス信号をそれぞれ作成し、正転パ
ルス信号を偏差カウンタ１２のダウン入力端に、また逆
転パルス信号を上記カウンタ１２のアップ入力端にそれ
ぞれ入力する。

【００１９】なお、方向判別回路１５の構成は周知であ
るので、それについての詳細な説明は省略する。

【００２０】上記ＣＰＵ１１から偏差カウンタ１２に入
力される指令パルス信号は、可動テーブル２２をある位
置から他の位置まで移動させるための位置指令信号であ
り、また方向判別回路１５から偏差カウンタ１２に入力
されるパルス信号は、可動テーブ２２の移動量を示すィ
ードバック信号である。したがって、偏差カウンタ１２
のカウント値は、可動テーブル２２の位置偏差を示す。

【００２１】上記位置偏差を示す偏差カウンタ１２の出
力は、Ｄ／Ａ変換器１６でＤ／Ａ変換されたのち、減算
器１７およびサーボアンプ１８を介して上記サーボモー
タ１４に加えられ、この結果、上記位置偏差が零となる
ように上記可動テーブル２２が移動される。

【００２２】なお、速度センサ１９は、上記モータ１４
の回転速度、つまり上記可動体２２の移動速度を検出す
るものであり、その出力信号は速度フィードバック信号
として上記減算器１７に入力される。

【００２３】図２は、上記ＣＰＵ１１によって実行され
る原点復帰処理の手順を例示している。この手順では、
まず、可動体２２を原点側終端位置Ｐ１に向って移動さ
せるための第１の指令パルスが偏差カウンタ１２に出力
され（ステップ１００）、これによって可動体２２が図
１における左方向に移動される。

【００２４】上記第１の指令パルスのパルス数は、可動
体２２を原点側終端位置Ｐ１と非原点側終端位置Ｐ２間
の距離以上移動させ得るように設定されており、また、
該指令パルスの周波数は、可動体２２が適宜な速度で移
動されるように設定されている。なお、位置Ｐ１とＰ２
間は、可動体２２の移動可能域である。

【００２５】ステップ１０１では、上記移動体２２の位
置偏差を示す偏差カウンタ１２の出力が取込まれ、つい
で、上記位置偏差が予設定値以上であるか否かが判断さ
れる（ステップ１０２）。

【００２６】いま、図１に示したように、可動体２２が
原点位置Ｐ３と原点側終端位置Ｐ１間に位置されている
とすると、上記第１の指令パルスの出力に伴って該可動
体２２が原点側終端位置Ｐ１に接近し、該位置Ｐ１に到
達した時点でストッパ２３に当接して停止する。

【００２７】可動動体２２が停止すると、サーボモータ
１４およびパルスエンコーダ１３も停止するので、偏差
カウンタ１２にフィードバックパルスが入力されなくな
り、その結果、該カウンタ１２のカウント値、つまり上
記可動体２２の位置偏差が急激に上昇することになる。

【００２８】ステップ１０２の比較基準である偏差の予
設定値は、上記可動体２２の停止に伴う位置偏差の急増
を判断し得る適宜な値に設定されており、したがって、
上記可動体２２が原点側終端位置Ｐ１に到達した場合、
ステップ１０２の判断結果がＹＥＳになる。

【００２９】なお、可動体２２が原点側終端位置Ｐ１に
到達するまでの間はステップ１０２の判断結果がＮＯで
あり、この場合、手順がステップ１０９に移行されて、
可動体２２が原点位置に到達したか否かが判断される。

【００３０】図１に示した可動体２２が左行される場
合、その左行中に該可動体２２が原点位置Ｐ３を通過す
ることはない。したがって、上記左行中におけるステッ
プ１０９の判断結果はＮＯであり、この場合、手順がス
テップ１００に戻される。

【００３１】上記ステップ１０２の判断結果がＹＥＳに
なると、上記第１の指令パルスを停止する処理と、偏差
カウンタ１２をリセットする処理とが実行され（ステッ
プ１０３，１０４）、ついで、可動体２２を原点位置Ｐ
３に向って移動させるための第２の指令パルスが偏差カ
ウンタ１２に出力される（ステップ１０５）。

【００３２】上記第２の指令パルスのパルス数は、可動
体２２を原点側終端位置Ｐ１と原点位置Ｐ３とで規定さ
れる距離以上移動させ得るように設定され、また、該指
令パルスの周波数は、上記可動体２２が適宜な速度で移
動されるように設定されている。

【００３３】次のステップ１０６では、該可動体２２が
原点位置Ｐ３に到達したか否かが判断され（ステップ１
０６）、その判断結果がＮＯである間は上記第２の指令
パルスの出力が継続される。そして、ステップ１０６で
原点位置Ｐ３への到達が判断されると、モータ１４の減
速処理と、上記Ｃ相パルスに同期して上記第２の指令パ
ルスを停止する処理と、偏差カウンタ１２をリセットす
る処理とが実行される（ステップ１０７，１０８）。

【００３４】原点側終端位置Ｐ１と原点位置Ｐ３の間に
位置する可動体２２は、以上のようにして原点復帰され
る。

【００３５】つぎに、図１に破線で示したように、原点
復帰前の可動体２２が原点位置Ｐ３と非原点側終端位置
Ｐ２の間に位置されているとすると、この場合には、ス
テップ１０２の判断結果がＹＥＳになる前に上記ステッ
プ１０９の判断結果がＹＥＳになる。つまり、第１の指
令パルスの出力に基づく可動体２２の左行中に該可動体
が原点位置Ｐ３に到達する。

【００３６】そして、ステップ１０９で上記到達が判断
されると、モータ１４を減速させる処理と、上記Ｃ相パ
ルスに同期して上記第１の指令パルスを停止させる処理
とが実行されたのち（ステップ１１０）、手順がステッ
プ１０８に移行され、その結果、可動体２２が原点位置
Ｐ３に位置決めされる。

【００３７】なお、上記ステップ１０６および１０９に
おいては、原点位置Ｐ３の近傍に配設された図示してい
ない可動体検出用リミットスイッチの出力に基づいて、
上記原点位置Ｐ３への可動体２２の到達が判断される。

【００３８】以上の説明から明らかなように、原点側終
端位置Ｐ１と原点位置Ｐ３と間に位置する可動体２２を
原点復帰させる場合においては、上記終端位置Ｐ１に可
動体２２が到達したことを判定する必要があるが、本発
明に係るステップ１０２の判断処理では、偏差カウンタ
１２の出力を利用して、つまり、可動体２２の位置偏差
に基づいて上記原点側終端位置Ｐ１への到達を判定して
るので、上記判定のためにリミットスイッチ等のセンサ
類を全く必要としない。

【００３９】なお、可動体２２の通常運転時において
も、何等かの要因で該可動体２２が原点側終端位置Ｐ１
または非原点側終端位置Ｐ２に到達する虞れがあるが、
本発明はこのような場合の到達判定手段としても有効で
ある。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、可動体が移動可能域の
終端位置に到達したことをリミットスイッチ等の検出手
段を使用することなく判定することができ、したがっ
て、位置決め制御系のコストの低減、構成の簡単化およ
び組み立て性の向上を図ることができる。また、リミッ
トスイッチ等の検出手段を使用しなくて良いので、該検
出手段の故障による制御系の信頼性低下を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】位置決め制御系の構成例を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例が適用された原点復帰処理の手
順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１０ 位置決め制御系 １１ ＣＰＵ １２ 偏差カウンタ １３ パルスエンコーダ １４ サーボモータ １５ 方向判別回路 ２０ ＮＣ機械 ２１ 送り用スクリュー ２２ 可動体 Ｐ１ 原点側終端位置 Ｐ２ 非原点側終端位置 Ｐ３ 原点位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動体の位置偏差を検出し、この偏差が
   零となるように上記可動体の位置を制御する位置決め制
   御系に適用され、 上記偏差を入力する工程と、 上記偏差を予設定値と比較して、該偏差が上記予設定以
   上になった場合に上記可動体が移動可能域の終端位置に
   到達したと判定する工程とを含むことを特徴とする位置
   決め制御系における可動体の終端位置への到達判定方
   法。